电力系统中继电器保护技术的应用分析

发表时间:2020/11/20   来源:《科学与技术》2020年第20期   作者:李克
[导读] 在电力系统维护中,继电器保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测
        李克
        大庆石化公司塑料厂,黑龙江省大庆市 163000
        摘 要:在电力系统维护中,继电器保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测,从而发出报警信号,或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。随着科学技术的不断发展,对继电保护技术要求也在不断提高,本文重点以此为论点进行简要分析。
        关键词:电力系统;;电流;继电器;保护技术
        继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量,主要包括电流、电压、功率、频率等的变化,构成继电保护动作的原理,也有其他的物理量,比如说变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。在电力系统运行过程中运用继电保护技术,凭借其选择性、速动性、灵敏性以及可靠性的特征来将系统内存在的问题找出并进行处理,能够大大提升供电与继电保护工作的稳定性与可靠性。
        一、继电保护设计基本原则
        为了保证电力系统的正常运行,我们对继电保护装置有一些要求,一般从四个方面来看:一是概率判断。这就是说继电保护装置可以有选择的动作。当电力系统发生故障了,继电保护装置可以有选择的将故障的部分断开,以保证正常部分的继续运行。二是快速反应。要求继电保护装置快速的动作。如果发生短路故障,那么如果能在短路的早期就将故障回路切除,那么短路电流上升不大,对一次回路影响可能较小。三是动作灵敏。对于继电保护装置,只要是故障在其保护范围,无论故障发生哪个位置,故障类型如何,电网的运行方式如何,继电保护装置都应该可以正确动作。四是稳定可靠。这个最好理解,主要是当故障发生,需要它动作时,不要因自身原因不动作,总得来说就是不该它动作时,千万不要误动作,保证可靠和精准。
        二、继电保护系统技术应用
        (一)基础设备监控技术
        重点是以电力系统继电保护运行为依据,强化基础部件的运转和控制。一是主保护监控技术。重点在系统得以稳定,以及满足设备安全要求的情况下,可以用最快的速度,将被保护线路切除,并且能对线路故障予以保护。二是高频闭锁距离保护技术。重点通过控制收发信机将高频闭锁信号发出,这闭锁两边的保护原理就事高频保护得以构成。三是二次设备管理。主要是为运行人员以及维护人员给以生产指挥的低压设备,二次设备还可以对一次设备的运行工作给以检测、调节和保护等。四是重复接地技术。通常情况下我们在电力系统中都需要接地,重复接地技术就是指再一次将零线上的一点或者多点与大地连接起来。
        (二)多重保护技术应用
        一是零序保护。重点是继电保护装置的统称,就是在大短路电流中,要是出现接地故障时,就会存在零序电流、电压等,人们通过利用这些电量就可以组成一个保护接地短路的继电保护装置。二是后备保护技术。主要是当出现某一元件的主保护拒绝动作的情况时,与主保护相比,可以有比较长的时间来切除故障元件的保护元件。三是高频保护技术。即设备出现故障了之后,线路两端的电流相位以及功率方向被转化成了高频信号,紧接着通过输电线路组成一个高频的电流通道,然后此信号被发送到对端,用来将电流相位和功率方向进行比较的一种保护。四是零序保护技术。就是在大短路电流中,要是出现接地故障时,就会存在零序电流、电压等,人们通过利用这些电量就可以组成一个保护接地短路的继电保护装置,这就是零序保护。
        (三)闭合管控技术应用
        一是谐振过电压。主要是在电力系统中,存在一些电感、电容元件在进行操作或发生故障的情况下,会产生各种振荡回路,而且当在一定的能源下时,就会发生串联谐振现象,从而致使系统某些元件可能会存在严重的过电压。二是自动重合闸技术,也是一种自动的装置,就是该装置可以将由于故障跳闸后的断路器根据需要自动投入。三是运行中的电气设备应用。通常是说那些完全带电的和带有部分电压的设备,以及那些经过一系列操作之后就带有电压的电力仪器或设备。四是远后备技术应用。重点在元件出现故障,并且它的保护装置拒绝动作的情况下,故障被每个电源侧相邻元件的保护装置切开。

在此基础上,还有复合电压过电流保护技术,主要是由一个负序电压继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器共同组成的电压复合元件,两个继电器只要有一个动作,同时过电流继电器也动作,整套装置即能启动。
        (四)传感技术应用
        在电网中,智能电网散布的传感器能够及时的获取相关的信息,这样就可以监控输电线路的实际容量和温度,并且对于功率进行科学地调整,确保其能接近运营极限。在这个应用过程中,还需要对智能电网输电线路的负荷保护定值进行调整,以便适应温度的变化需求。
        (五)数字化技术应用
        数字化与信息化特征使继电保护技术处于持续发展的状态,并在近几年出现的遗产算法、模糊逻辑、神经网络和进化规划等一系列人工智能技术也在智能电网继电保护领域得到广泛的应用,解决复杂非线性问题,促使智能电网继电保护技术应用朝着更高层次发展。
        (六)智能控制技术应用
        继电保护的自适应控制,也就是需要针对电气故障的状态,来对保护的定值、性能等加以改变。作为继电保护的一种新技术,自适应继电保护的应用促使继电保护在短时间适应智能电网的各种变化,在提高智能电网继电保护可靠性的同时改善电力系统保护作用,提高经济效益。
        三、继电保护技术发展方向
        (一)向智能化发展
        随着信息技术的不断发展,人工智能技术的不断发展推动了继电保护技术的智能化发展,特别是结合不同的智能技术,分析不确定因素对系统的影响,以提高系统的可靠性,将是智能保护技术应用发展的主要方向。
        (二)计算机广泛应用
        当前计算机已经得到广泛应用,继电保护装置以中央处理器为核心,依据数据采集系统到的系统的实时状态数据,根据选定算法来检测系统是否发生故障以及故障的范围、性质等,做出是否切断或报警等综合判断。
        (三)网络技术成熟
        网络型继电保护的优点是共享数据,能够实现本来由光纤保护、高频保护才可以实现的纵联保护。网络保护系统的拓扑结构采用简单的环形结构、星型结构、总线结构。因为继电保护的重要性,需要采取可靠的网络安全控制策略,来确保网络保护系统的安全。
        (四)自动化技术
        现代网络技术、计算机技术为改变电力系统监视、保护、控制提供了系统集成和优化组合的技术基础。高压变电站经历着技术创新,即实现自动化和继电保护的结合。其体现在远程控制与信息共享、集成与资源共享。
        四、结束语
   总而言之,继电器在电力系统运行中发挥了非常重要的保护作用,继电器工作状态是否良好与稳定将会直接影响着电力系统的安全与可靠。所以在实际工作过程中,应当要能够根据具体情况来科学运用继电器保护技术,及时掌握该项技术的发展方向,并进行不断优化与提升,进而为电力系统的运行稳定与安全提供有力保障,促使电力系统更好的发展。
        
        参考文献:
        [1]陈秋梁, 任玉涛. 电力系统继电保护隐性故障的研究[J]. 科研, 2015, (045):180-180.
        [2]康丁文. 电力系统继电保护故障分析与处理措施[J]. 电子技术与软件工程, 2018.
        [3]陈志敏. 电力系统继电保护工程技术及处理策略[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, (026):2347.
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